雙螺旋軸流泵葉輪設計方法

2023-10-26 01:14:17 4

專利名稱：雙螺旋軸流泵葉輪設計方法
技術領域：
本發明涉及一種軸流泵葉輪的設計方法，特別涉及一種雙螺旋軸流泵葉輪設計方法。
背景技術：
目前，公知的軸流泵葉輪採用的是翼型葉片，即採用升力法和流線法設計軸流泵葉片。用此兩種設計方法設計的翼型葉片，對軸流泵的工作環境和葉片的安放都提出了較嚴格的要求。即只能用於輸送清水或輕度汙水，如用到排汙泵站，水質複雜，泥沙多，雜物多，容易造成葉輪葉片纏繞雜物，發生堵塞，致使外端機械密封變形，導致機械密封失效，電動機進水，機泵頻繁報警，增加維修次數，甚至燒壞電機；且其葉片安放角若不一致，會引起運行振動，同時泵的空化性能也變差。因而，採用翼型葉片的軸流泵已經不能滿足在複雜環境下運行的條件。為了使軸流泵能夠在複雜的工況下運行而不發生纏繞和堵塞，需採用螺旋型葉片，且為保證其過流能力，葉片數不能過多。由於單螺旋葉片的軸流泵其結構特點決定了其形狀的不對稱性，其質量分布不均勻。當葉輪轉動時就產生不平衡的離心慣性力，從而使泵體產生振動和噪聲，增加了泵運行時的不平穩性。這就要求我們設計的葉輪，既能改善流動情況，又有很好的靜平衡效果。

發明內容
為解決現有軸流泵葉輪性能的不足，本發明提供了一種雙螺旋軸流泵葉輪設計方法。利用以下幾個關係式來確定葉輪的主要幾何參數，主要包括進口直SD1，葉輪輪轂直徑dh，葉輪最大外徑D2max,出口邊傾斜角α 2，葉輪最小外徑D2min,出口邊寬度b2和葉輪軸向長度L。用本發明設計的葉輪不僅滿足汙水處理的需要，具有很好的靜平衡效果，同時又提高了軸流泵的過流能力和無損性、無纏繞性能。因此，應用此種葉輪的螺旋軸流泵特別適合於汙水處理行業。實現上述目的所採用的的技術方案1、葉輪的進口直SD1其計算公式A = K,^Qfn ；式中=D1-葉輪進口直徑，米；Q-設計工況的流量，立方米/秒；η-葉輪轉速，轉/分；K0-修正係數，K。= (1 2. 5)，對吸入性能要求高的取大值。2、輪轂直徑dh其計算公式:dh= 19. 65+0. 071ns ；式中dh_葉輪輪轂直徑，米；ns-比轉數，轉/分。3、葉輪最大外徑D2max
其計算公式A匪=Kx(^)-04 ψ/η ；式中D2max_葉輪最大外徑，米；K1-修N 正係數，K1 = (3. 5 6)；ns-比轉數，轉/分；Q-設計工況的流量，立方米/秒；η-葉輪轉速，轉/分。4、葉輪出口寬度b2其計算公式辦=K2^HZn ；式中b2_葉輪出口寬度，米；K2-修正係數，K2 = (0. 024 0. 032) ns ；H-設計工況點揚程，米；η-葉輪轉速，轉/分；ns_比轉數，轉/分。5、葉輪軸向長度L其計算公式=L= (0.9 ~ 1. 05) D2max ；式中L-葉輪軸向長度，米；D2max-葉輪最大外徑，米。6、葉輪包角Φ葉輪包角 Φ = 150° 400°。7、出口邊傾斜角α2出口邊傾斜角α 2 = 40° 70°。8、葉輪最小外徑D2min其計算公式D2min= D2max-b2tan α 2 ；式中D2min_葉輪最小外徑，米；D2max-葉輪最大外徑，米；b2_葉輪出口寬度，米；α 2-出口邊傾斜角，度。9、葉片出口安放角β2葉片出口安放角β 2 = 5° 20°，比轉數大取小值，葉片數多者取小值。本發明的有益效果是能夠改善葉輪平衡效果，減小泵運行時的振動和噪聲。本發明經用戶試用，反應效果良好。


圖1是本發明一個實施例的葉輪軸面圖。圖2是同一個實施例的葉輪葉片平面圖。圖3是同一個實施例的葉輪效果圖。圖1中1.葉輪進口直徑D1, 2.輪轂直徑dh，3.螺旋葉片，4.輪轂，5.軸孔，6.葉輪最大外徑D2max, 7.出口邊傾斜角α2，8.出口邊寬度b2，9.葉輪軸向長度L，10.葉輪最小外徑圖2中4·輪轂，11.葉輪出口安放角β 2,12.葉片包角Φ，13.葉輪進口邊，14.葉
輪出口邊
具體實施例方式圖1、圖2和圖3共同確定了這個實施例的葉輪形狀。它與普通軸流泵葉輪不一樣，葉輪進口為螺旋前伸式，進口邊(13)看上去就像鐮刀形狀，葉片(3)沿著輪轂⑷螺旋上升，且其葉片(3)數只有兩個，對稱布置的葉片，具有很好的平衡效果。本發明通過以下幾個關係式來確定葉輪進口直徑D1⑴，葉輪輪轂直徑dh(2)，葉輪最大外徑D2max(6)，出口邊傾斜角α 2(7)，出口邊寬度b2 (8)、葉輪軸向長度L (9)和葉輪最小外徑D2min(IO)。D1 = K^Qfn ；dh = 19. 65+0. 07 Ins ；b2 =K2yJlgH / η；L = (0· 9 1. 05)D2max ；Φ = 150° 400° ；α 2 = 40° 70° ；D2min = D2max-b2tan α 2 ；β2 = 5° 20°。在圖中，葉片出口安放角(11)的選取與比轉數~的大小有關，比轉數大，出口安放角(11)取小值。葉片包角根據鑄造和清砂的難易情況，在φ = 150° 400°之間選取。
權利要求
1. 一種雙螺旋軸流泵葉輪設計方法，提供了葉片主要幾何參數進口直徑D1，輪轂直徑 dh，最大外徑D2max,出口邊傾斜角Ci2，最小外徑D2min和出口邊寬度b2的設計公式。其特徵在於葉輪幾何參數與泵設計工況點性能參數之間適合以下關係 D、=K0_ 』 dh = 19. 65+0. 071ns ；
全文摘要
本發明提供了一種雙螺旋軸流泵葉輪設計方法。其雙螺旋葉片能自動平衡葉輪旋轉時的不平衡離心慣性力，減少了泵運行時的振動和噪聲。它給出了葉輪的主要幾何參數，葉輪進口直徑D1，葉輪輪轂直徑dh，葉輪最大外徑D2max，出口邊傾斜角α2，葉輪最小外徑D2min，出口邊寬度b2和葉輪軸向長度L的設計公式。用本發明設計的葉輪不僅滿足汙水處理的需要，同時能夠改善葉輪平衡效果，減小泵運行時的振動和噪聲，提高了軸流泵的過流能力和無損性、無纏繞性能。因此，應用此種葉輪的螺旋軸流泵特別適合於汙水處理行業。
文檔編號F04D29/18GK102434487SQ20111037541
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者朱榮生, 楊愛玲 申請人:江蘇國泉泵業製造有限公司